第2章 第2～3节 表面张力和毛细现象 材料及其应用（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

第2节　表面张力和毛细现象 第3节　材料及其应用 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1.知道液体表面的收缩趋势，理解液体表面存在表面张力现象。 2．知道什么是浸润和不浸润现象，能用浸润和不浸润原理解释生活中常见的现象。 3．知道毛细现象，会用毛细现象特点解释生活中常见的现象。 4．初步了解液晶的微观结构，了解液晶具有的物理特征，知道液晶的一般用途。 1.从微观角度了解液体表面张力的成因。 2．知道附着层的特点，理解浸润和不浸润现象产生的原因。 了解材料科学的发展前沿；体会材料科学的发展对人类生活和社会发展的影响，正确认识科技对社会进步的推动作用。 [对应学生用书P42] 知识点一 表面张力 1.表面层➊ (1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层。 (2)特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏，分子间的距离略大于分子力平衡的距离，分子间的作用力表现为引力。 2．表面张力 (1)定义：液体表面各部分间的相互引力称为表面张力。 (2)作用效果➋：因为表面张力的作用，液体表面总有要收缩到表面积最小的趋势，所以雨滴、奶滴、油滴等液滴的外形就近似呈现球形；若重力的影响明显，其外形就呈现为椭球形；在完全失重的环境下，液滴能收缩成标准的球形。 知识点二 浸润与不浸润 1.浸润 (1)定义：液体润湿某种固体并附着在该固体表面上的现象称为浸润。 (2)产生原因：附着力大于内聚力，这时跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润现象。 2．不浸润 (1)定义：液体不润湿某种固体也不附着在该固体表面上的现象称为不浸润。 (2)产生原因：内聚力大于附着力，这时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润现象。 知识点三 毛细现象 1.毛细现象：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，称为毛细现象。 2. 毛细管：能发生毛细现象的管称为毛细管。 知识点四 液晶 1.定义：既具有像液体那样的流动性和连续性，又具有像晶体那样的各向异性特点的流体。 2．性质：外界条件的微小变化，会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质。 3．应用 (1)液晶显示器。➌ (2)液晶测温。 知识点五 材料及其应用 1.材料对人类社会的影响 材料、信息、能源被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱。 2．材料的种类 (1)按材料的特性分为：结构材料和功能材料。 (2)按应用领域分为：信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。 (3)按习惯分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 3．材料的应用 (1)半导体是具有优异特性的微电子材料。 (2)纳米是长度单位，1 nm＝10-9m，粒度在1～100nm的材料称为纳米材料。 (3)石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。 1．注满氢气的彩色气球飘向空中是因表面张力所致。(×) 2．毛细现象只指浸润液体在细管里上升的现象。(×) 3．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光。(×) 4．半导体材料的电阻率介于导体和绝缘体之间。(√) 批注➊：液体表面微观图 批注➋： 生活中几种常见的表面张力现象 吹出的肥皂泡是球形 蜥蜴能在水上行走 荷叶上的水珠 花朵中的露珠 批注➌：液晶显示器的各种颜色显示：在液晶中掺入少量多色性染料，当液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光吸收强度不一样，从而显示出各种颜色。 [对应学生用书P43] 探究点一　液体的表面张力　(相互作用观念之形成) ◆情境探究 为什么叶面上的露珠总是呈球形的？ 答案：表面张力使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。 ◆探究归纳 1．表面张力形成的原因 表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部略大一些，分子力表现为引力。该引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成了一层绷紧的膜。 2．表面张力的作用 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。 3．表面张力的特点 (1)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。 (2)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的任意一条分界线。 4．表面张力是根据效果命名的力，是液体表面层内大量分子力的宏观表现。 ◆对点例练 (2022·四川遂宁高二期末)天宫二号太空授课引人注目，航天员们通过实验，展示了失重环境下许多神奇的现象，其中的“液桥”现象，让我们认识了表面张力的魅力，下面关于表面张力的说法正确的是(　　) A．表面张力是由液体内部分子间作用力引起的 B.表面张力能让液面具有收缩趋势，在太空失重环境下，液滴呈球形 C．表面张力方向与液体表面垂直且向上 D．表面张力是由于液体表层分子间距离小于液体内部分子间距离，且小于